Giáo trình PLC nâng cao cung cấp cho người học những kiến thức như: Các bộ điều khiển lập trình trong tự động; kết nối bộ lập trình với thiết bị điều khiển; lắp kết nối mô hình điều khiển bằng PLC; lập trinh PLC simatic S7-300; lập trình PLC điều khiển mô hình ứng dụng. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 2 giáo trình!
24 Bài THỰC HÀNH LẬP TRÌNH PLC SIMATIC S7-300 Mã bài: MĐ 24-4 Mục tiêu: - Kiến thức: Phân tích, giải thích cấu hình phần cứng tập lệnh cho PLC s7-300 - Kỹ năng: Lập trình điều khiển trạng thái logic ngôn ngữ LAD cho PLC S7-300 - Năng lực tự chủ trách nhiệm: Rèn luyện tính tỷ mỉ, cẩn thận, nghiêm túc, thẩm mỹ, an tồn vệ sinh cơng nghiệp, biết làm việc theo nhóm Nội dung Cấu trúc PLC S7-300 Hình 4.1 1.1 Sơ đồ mô tả cấu trúc phần cứng PLC s7-300 Lắp phần cứng PLC s7-300 Kết nối cảm biến vào PLC ( hình 4.1, hình 4.2) GT-PLCNC-MĐ24 25 Hình 4.2 Kết nối ngõ vào cảm biến kiểu NPN Hình 4.3 Kết nối ngõ vào cảm biến kiểu PNP Kết nối nút nhấn, cơng tắc hành trình vào PLC ( hình 4.3) GT-PLCNC-MĐ24 26 Hình 4.4 1.2 Sơ đồ kết nối nút nhấn cơng tắc hành trình Xác định địa vùng nhớ PLC s7-300 Ghi giấy địa vào/ra kết nối với thiết bị Thực hành phần mềm lập trình s7-300 2.1 Cài đặt phần mềm HƯỚNG DẪN CÀI ĐẶT TIA PORTAL Yêu cầu cần máy tính Cài đặt phần mềm TIA Portal V13 Siemens phần mềm nặng, cài đặt lâu khó Phần mềm tích hợp plc khác Siemens S7-300/400, S7-1200/1500 nhiều module khác nữa, giao diện thân thiện với người dùng, với phiên V13 bạn chạy mơ PLC Windows Home Premium/Professional/Enterprise/Ultimate SP (32 Bit) Windows Home Premium/ Professional/Enterprise/Ultimate SP1 (64 Bit) Windows 10 Lưu ý: Khơng hỗ trợ Microsoft Windows XP Cấu hình tốt để chạy TIA Portal: Processor: Core i5-3320M, 3.3 GHz RAM: GB Screen resolution: 1920 x 1080 px Các bước cài đặt TIA Portal V13 Hướng dẫn cài đặt phần mềm STEP Professional V13 Dùng phần mềm giải nén file ISO tiến hành cài đặt: GT-PLCNC-MĐ24 27 Hình 4.5 Hình 4.6 Hình 2.2: Giao diện lựa chọn ngôn ngữ STEP Professional V13 Ấn NEXT để tiếp tục GT-PLCNC-MĐ24 Giao diện bắt đầu cài đặt STEP Professional V13 28 Hình 4.7 Hình 2.3: Giao diện lựa chọn địa lưu trữ STEP Professional V13 Ta lựa chọn nơi địa lưu trữ sau ấn NEXT để tiếp tục Hình 4.8 Hình 2.4: Giao diện giấy phép phần mền STEP Professional V13 Tick vào vng sau ấn NEXT để tiếp tục GT-PLCNC-MĐ24 29 Hình 4.9 Giao diện xác nhận độ an toàn quyền cài đặt Tick vào vng sau ấn NEXT để tiếp tục Hình 4.10 Giao diện thông tin cài đặt Ấn INSTALL để cài đặt GT-PLCNC-MĐ24 30 Hình 4.11 Giao diện sau Load xong Ấn Skip license transfer Restart máy Hướng dẫn Crack TIA PORTAL V13 SP1 Mở file Simatic_EKB_Install_2013_12_25 click chọn Sim_EKB_Install_2013_12_25, click phải chọn Run as administator Hình 4.12 Giao diện sau Run as administator Click chọn TIA Portal GT-PLCNC-MĐ24 31 Hình 4.13 Giao diện sau click TIA Portal Chọn TIA Portal V13 (2013/11) Click Select Click vào icon chìa khóa 2.2 Sử dụng phần mềm 2.2.1 Giới thiệu TIA PORTAL Tia Portal viết tắc Total Intergrated Automation Portal, phần mềm sở tích hợp tất phần mềm lập trình cho hệ tự động hóa truyền động điện: PLC, HMI, Inverter Siemens (1) Khởi động Tia Portal Có nhiều cách khởi động: Cách 1: Start \ Siemens automation \ TIA Portal V13 Cách 2: Nháy đúp vào biểu tượng (2) Giao diện ban đầu GT-PLCNC-MĐ24 tạo shortcut 32 Hình 4.14 Giao diện ban đầu Các tác vụ khác Portal Các tác vụ cho portal chọn Lựa chọn điều khiển cho hoạt động chọn Thay đổi chế độ xem project 2.2.2 Project view Hình 4.15 Portal view Menu công cụ Project tree Vùng làm việc GT-PLCNC-MĐ24 33 Cửa sổ trạng thái Thẻ tác vụ Thay đổi chế độ xem project Thanh trình chỉnh sửa 2.2.3 Cách tạo project Hình 4.16 Cách tạo project Bước 1: Chọn Create new project Bước 2: Đặt tên, chọn đường dẫn cho project Bước 3: Chọn Create Hình 4.17 Giao diện sau tạo project GT-PLCNC-MĐ24 69 Hình 5.3 Sơ đồ mơ hình đèn giao thơng ngã tư PLC chuyển từ trạng thái Stop sang Run đèn vàng tuyến 1, sáng tắt chu kỳ giây 10 lần, hệ thống hoạt theo giãn đồ thời gian sau: Thời gian từ 10 tối đến sáng đèn vàng tuyến sáng 0.5 giây – tắt giây lặp lại Hình 5.4 2.2 Giãn đồ thời gian hệ thống đèn giao thông Thiết lập sơ đồ kết nối với điều khiển lập trình Các bước thực (i) Vẽ sơ đồ kết mạch động lực cho hệ thống GT-PLCNC-MĐ24 70 Hình 5.5 Mạch động lực cho mơ hình hệ thống đèn giao thông (ii) Vẽ sơ đồ kết mạch điều khiển cho hệ thống Hình 5.6 2.3 Sơ đồ mạch điều khiển mơ hình hệ thống đèn giao thơng dùng PLC s7-300 Viết chương trình Các bước thực (i) Viết lưu đồ thuật toán (ii) Lập bảng địa vào theo yêu cầu (iii) Viết chương trình dạng ngôn ngữ LAD 2.4 Mô kết phần mềm Các bước thực (i) Tác động bước cho trạng thái ngõ vào (ii) Ghi lại trạng thái ngõ tương ứng với bước ngõ vào tác động 2.5 Kiểm tra sửa lỗi Các bước thực (i) Chương trình mơ chạy sai, sửa lại chương trình mơ lại (ii) Chương trình mơ chạy đúng, thực tiếp cơng việc sau 2.6 Kết nối PLC với mơ hình thực tế GT-PLCNC-MĐ24 71 Các bước thực (i) Kết nối mạch theo sơ đồ (ii) Kiểm tra kết nối (trực quan, VOM) 2.7 Nạp chương trình vận hành mơ hình ghi lại kết Các bước thực (i) Nạp chương trình vào PLC (ii) Vận hành theo yêu cầu mô tả (iii) Ghi lại kết (trạng thái tác động ngõ vào/ PLC) (iv) Đánh giá lại kết so với yêu cầu LẬP LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH MÁY TRỘN 3.1 Phân tích u cầu hoạt động hệ thống Hình 5.7 Mơ hình trộn hóa chất Mơ hình bao gồm: 02 máy bơm để bơm hóa chất vào, 01 máy bơm để hút hóa chất ra, 01 động trộn hóa chất, 01 van xả 02 van cho bơm hóa chất, cảm biến báo hóa chất đầy, 01 cảm biến báo hóa chất bồn hết, 01 cảm biến báo hóa chất Mơ tả hoạt động hệ thống Nhấn nút khởi động Star hệ thống hoạt động theo chu trình sau Chu trình 1: Van 1, mở sau 5s, Bơm việc bơm loại hóa chất vào bồn trộn, hóa chất đầy bơm van 1, ngưng, tiếp tục thực chu trình (Chú ý bồn A cạn Van-1, Bơm khơng hoạt động bồn A cạn Van-1, Bơm khơng hoạt động) Chu trình 2: Máy trộn họat động vịng 60 GIÂY, trộn xong van xả bơm họat động bơm hoá chất để sử dụng Khi hóa chất bồn trộn cạn van xả (Van-3) bơm ngưng, tiếp tục thực lại chu trình GT-PLCNC-MĐ24 72 Trong tình họat động nhấn nút dừng Stop hệ thống dừng bồn A hết 01 cảm biến báo hóa chất bồn B hết 3.2 Thiết lập sơ đồ kết nối với điều khiển lập trình Các bước thực (i) Vẽ sơ đồ kết mạch động lực cho hệ thống (ii) Vẽ sơ đồ kết mạch điều khiển cho hệ thống 3.3 Viết chương trình Các bước thực (i) Viết lưu đồ thuật toán GT-PLCNC-MĐ24 73 (ii) Lập bảng địa vào theo yêu cầu (iii) Viết chương trình dạng ngơn ngữ LAD 3.4 Mơ kết phần mềm Các bước thực (i) Tác động bước cho trạng thái ngõ vào (ii) Ghi lại trạng thái ngõ tương ứng với bước ngõ vào tác động 3.5 Kiểm tra sửa lỗi Các bước thực (i) Chương trình mơ chạy sai, sửa lại chương trình mơ lại (ii) Chương trình mơ chạy đúng, thực tiếp công việc sau 3.6 Kết nối PLC với mơ hình thực tế (i) Kết nối mạch theo sơ đồ (ii) Kiểm tra kết nối (trực quan, VOM) 3.7 Nạp chương trình vận hành mơ hình ghi lại kết (i) Nạp chương trình vào PLC (ii) Vận hành theo yêu cầu mô tả (iii) Ghi lại kết (trạng thái tác động ngõ vào/ PLC) (iv) Đánh giá lại kết so với u cầu LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH THANG MÁY CƠNG NGHIỆP 4.1 Phân tích u cầu hoạt động hệ thống Cho sơ đồ mơ hình thang máy cơng nghiệp GT-PLCNC-MĐ24 74 Hình 5.8 Sơ đồ mơ hình thang máy xây dựng Mô tả hoạt động hệ thống Chế độ tay: Nhấn nút nhấn 1: Nếu buồng thang khác vị trí chạy vị trí Nhấn nút nhấn 2: Nếu buồng thang khác vị trí chạy vị trí Nhấn nút nhấn 3: Nếu buồng thang khác vị trí chạy vị trí Chế độ tự động: Nhấn nút nhấn 1: Về vị trí dừng 3s -> lên vị trí dừng Nhấn nút nhấn 2: Về vị trí dừng 3s -> lên vị trí dừng Nhấn nút nhấn 3: Về vị trí dừng 3s -> xuống vị trí dừng Nếu thời gian 60 giây khơng có nút nhân tác động buồng thang chạy dừng 4.2 Thiết lập sơ đồ kết nối với điều khiển lập trình Các bước thực (i) Vẽ sơ đồ kết mạch động lực cho hệ thống GT-PLCNC-MĐ24 75 Hình 5.9 Mạch động lực đảo chiều động DC (ii) Vẽ sơ đồ kết mạch điều khiển cho hệ thống Hình 5.10 4.3 Sơ đồ kết nối mạch điều khiển mơ hình thang máy cơng nghiệp Viết chương trình Các bước thực (i) Viết lưu đồ thuật toán (ii) Lập bảng địa vào theo yêu cầu (iii) Viết chương trình dạng ngơn ngữ LAD 4.4 Mơ kết phần mềm Các bước thực (i) Tác động bước cho trạng thái ngõ vào (ii) Ghi lại trạng thái ngõ tương ứng với bước ngõ vào tác động 4.5 Kiểm tra sửa lỗi Các bước thực (i) Chương trình mơ chạy sai, sửa lại chương trình mơ lại GT-PLCNC-MĐ24 76 (ii) Chương trình mô chạy đúng, thực tiếp công việc sau 4.6 Kết nối PLC với mơ hình thực tế Các bước thực (i) Kết nối mạch theo sơ đồ (ii) Kiểm tra kết nối (trực quan, VOM) 4.7 Nạp chương trình vận hành mơ hình ghi lại kết (i) Nạp chương trình vào PLC (ii) Vận hành theo yêu cầu mô tả (iii) Ghi lại kết (trạng thái tác động ngõ vào/ PLC) (iv) Đánh giá lại kết so với yêu cầu LẬP TRÌNH ĐẾM MƠ HÌNH ĐẾM VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 5.1 Phân tích yêu cầu hoạt động hệ thống Mô tả kỹ thuật Cho sơ đồ thiết bị hệ thống đếm phân loại sản phẩm Hình 5.11 Mơ hình điều khiển bang tải phân loại sản phẩm Nhấn nút_start đèn báo đỏ hoạt động (ON/OFF chu kỳ 1s lần) tắt -> đèn báo xanh hoạt động (ON/OFF chu kỳ 1s) -> băng tải_2 chạy, trễ 5s băng tải_1 chạy Nếu phát hiện: (*) Sản phẩm kim loại chuyển băng tải_2, băng tải_2 chuyền đủ sản phẩm -> dừng băng tải_2 (sản phẩm không chuyển BT_2) -> chạy băng tải_3, phát Sản phẩm kim loại chuyển băng tải_3, băng tải_3 chuyền đủ sản phẩm -> dừng GT-PLCNC-MĐ24 77 băng tải_3 dừng (sản phẩm không chuyển BT_3) -> băng tải_2 chạy -> lặp lại chức từ vị trí (*) (**) Sản phẩm gỗ chuyển vào vị trí chứa sản phẩm gỗ Hệ thống hoạt động Nhấn nút_stop hệ thống hoạt động thêm 10 giây dừng băng tải_1, sau giây dừng băng tải 2,3 Nhấn tắt khẩn EMEGENCY (I1.2=1) dừng tất hệ thống dừng 5.2 Thiết lập sơ đồ kết nối với điều khiển lập trình Các bước thực (i) Vẽ sơ đồ kết mạch động lực cho hệ thống (ii) Vẽ sơ đồ kết mạch điều khiển cho hệ thống Hình 5.12 5.3 Sơ đồ kết nối vào cho PLC s7-200 điều khiển mơ hình phân loại sản phẩm Viết chương trình Các bước thực (i) Viết lưu đồ thuật toán (ii) Lập bảng địa vào theo yêu cầu (iii) Viết chương trình dạng ngơn ngữ LAD 5.4 Mơ kết phần mềm Các bước thực GT-PLCNC-MĐ24 78 (i) Tác động bước cho trạng thái ngõ vào (ii) Ghi lại trạng thái ngõ tương ứng với bước ngõ vào tác động 5.5 Kiểm tra sửa lỗi Các bước thực (i) Chương trình mơ chạy sai, sửa lại chương trình mơ lại (ii) Chương trình mơ chạy đúng, thực tiếp công việc sau 5.6 Kết nối PLC với mơ hình thực tế Các bước thực (i) Kết nối mạch theo sơ đồ (ii) Kiểm tra kết nối (trực quan, VOM) 5.7 Nạp chương trình vận hành mơ hình ghi lại kết Các bước thực (i) Nạp chương trình vào PLC (ii) Vận hành theo yêu cầu mô tả (iii) Ghi lại kết (trạng thái tác động ngõ vào/ PLC) (iv) Đánh giá lại kết so với yêu cầu BÀI TẬP MỞ RỘNG 6.1 Ứng dụng đếm tốc độ cao 6.2 Đọc hiển thị giá trị nhiệt độ từ cảm biến cặp nhiệt/pt 6.3 Đọc tín hiệu từ Loadcell GT-PLCNC-MĐ24 79 Bài KẾT NỐI LẬP TRÌNH GIAO TIẾP PLC VỚI HMI Mã bài: MĐ 24-6 Mục tiêu: - Kiến thức: + Thiết kế giao diện hình cảm ứng HMI + Trình bày cách trao đổi liệu PLC hình cảm ứng HMI - Kỹ năng: + Kết nối PLC với hình cảm ứng HMI + Lập trình trao đổi liệu PLC hình cảm ứng HMI + Sửa đổi giao diện chương trình cho phù hợp với yêu cầu ứng dụng - Năng lực tự chủ trách nhiệm: Rèn luyện tính tỷ mỉ, cẩn thận, nghiêm túc, thẩm mỹ, an toàn vệ sinh cơng nghiệp, biết làm việc theo nhóm Nội dung Màn hình cảm ứng Hình 6.1 Màn hình HMI SIEMENS TP 177B HMI Omron Phần mềm lập trình giao tiếp PLC với HMI Phần mềm lập trình HMI đời cũ - WinCC Flexible 2008 Phần mềm lập trình hệ thống SCADA - WinCC V7.4 2016 Profestional Phần mềm lập trình TIA PORTAL Thiết kế lập trình hình HMI giao tiếp với PLC Giao tiếp HMI với PLC GT-PLCNC-MĐ24 80 Hình 6.2 Giao tiếp HMI với PLC CPU hỗ trợ kết nối truyền thông PROFINET đến HMI Những yêu cầu sau phải cân nhắc đến thiết lập truyền thơng CPU HMI: Cấu hình/Cài đặt: Thơng tin cấu hình HMI phần đề án CPU cấu hình tải xuống đề án đối một; chuyển mạch Ethernet cần thiết trường hợp mạng có từ hai thiết bị trở lên Các bƣớc cần thiết việc cấu hình truyền thơng HMI CPU GT-PLCNC-MĐ24 81 Cấu hình kết nối mạng logic HMI CPU Sau cấu hình CPU đỡ, ta sẵn sàng để cấu hình kết nối mạng Trong cổng “Devices and Networks”, sử dụng “Network view” để tạo kết nối mạng thiết bị đề án Để tạo kết nối mạng, lựa chọn hộp màu xanh (Ethernet) CPU Kéo đường đến hộp Ethernet thiết bị HMI Thả chuột kết nối Ethernet nối GT-PLCNC-MĐ24 82 GT-PLCNC-MĐ24 83 Tài liệu cần tham khảo: [1] PLC-Step7-200 – Nguyễn Doãn Phước & Phan Xuân Minh [2] PLC-Step7-300– Nguyễn Doãn Phước & Phan Xuân Minh [3] SIEMENS Traning Center, Simatic S-5 PLC & Simatic S7 PLC, Singapore 1995 [4] Allen Bradley Trainning Center, A New View into Control, Hà Nội,1995 [5] Mitsubishi Electric Training Center, “PLC MELSEC“, Osaka 1996 [6] Mitsubishi Electric, FX Series Programmable Controllers – Progamming Mannual, Osaka, 8/1996 GT-PLCNC-MĐ24 ... Trong PLC s 7-3 00 trình xử lý tín hiệu analog thể sơ đồ sau GT-PLCNC-M? ?24 60 Hình 4 .27 Sơ đồ khối xử lý tín hiệu analog PLC S 7-3 00 7.1 Kết nối tín hiệu áp dịng với module analog GT-PLCNC-M? ?24 61... truyền thơng PLC (1) 2. 3 Mơ chương trình phần mềm B1: Mở chương trình viết B2: Mở PLCSIM (1) click vào biêu tượng chay mô start simulation Hình 4 .22 Chương trình dạng LAD Hình 4 .23 PLC mô B3: Click... download (2) đến thiết bị GT-PLCNC-M? ?24 37 Hình 4 .24 Load chương trình đến PLC mơ B4: click vào Load (3) Hình 4 .25 Chạy hiển thị trạng thái chương trình B5: Click RUN (4) PLC mơ để chạy chương trình